[发明专利]一种渐变折射率剖面光纤预制棒芯层的沉积方法

权利要求书

1.一种渐变折射率剖面光纤预制棒芯层的沉积方法，将石英玻璃管或靶棒装夹在旋转夹头上，微波谐振腔或火焰喷灯沿石英玻璃管或靶棒轴向往复移动，同时通过流量计开度控制通入反应气体，利用微波谐振腔或火焰喷灯加热和激发而进行化学反应和气相沉积，形成掺杂石英玻璃沉积层，最终完成光纤预制棒芯层的沉积，其特征在于将渐变折射率芯层的沉积区域按径向取k个径向点位，沿轴向划分成包含有m+1个轴向点位的m个子区，所述的k个径向点位对应于芯层的渐变折射率曲线，且各个径向点位之间存在有至少一层或多层的掺杂沉积层，由此将整个芯层沉积区域分为k×(m+1)矩阵点位，每个点位的掺杂沉积向量是基于对母棒测算后经校准的掺杂沉积向量，所述校准的掺杂沉积向量用以反应气体流量计开度控制和调节，且所述的流量计开度控制和调节在各个点位之间是连续渐变的；所述的光纤预制棒芯层的总长度L_total≥500mm，靠近两端的子区1子区和m子区的长度L为0、05L_total≤L≤0.25L_total，其余中间子区的每一子区的长度L≥40mm。

2.按权利要求1所述的渐变折射率剖面光纤预制棒芯层的沉积方法，其特征在于所述的经校准的掺杂沉积向量包括径向经校准的掺杂沉积向量和轴向经校准的掺杂沉积向量的叠合。

3.按权利要求1或2所述的渐变折射率剖面光纤预制棒芯层的沉积方法，其特征在于所述的k为正整数且大于或等于50，所述的m为正整数且大于或等于3。

4.按权利要求3所述的渐变折射率剖面光纤预制棒芯层的沉积方法，其特征在于所述的芯层掺杂沉积层的层数与径向点位数k的比值应小于或等于200。

5.按权利要求1或2所述的渐变折射率剖面光纤预制棒芯层的沉积方法，其特征在于所述的母棒测算采用剖面测试设备测试整根母棒的折射率剖面，轴向的测试间隔≤20mm。

6.按权利要求1或2所述的渐变折射率剖面光纤预制棒芯层的沉积方法，其特征在于所述的母棒测算为测试母棒拉丝后的光纤折射率剖面，光纤所处位置与母棒拉丝总长度换算成剖面参数对应在芯棒的轴向位置。

7.按权利要求1或2所述的渐变折射率剖面光纤预制棒芯层的沉积方法，其特征在于所述的反应气体流量计开度控制和调节随微波谐振腔或火焰喷灯的轴向位移在各个子区连续渐变，实现芯层轴向掺杂沉积量的连续渐变，同时在各径向点位之间随掺杂层数或沉积时间连续渐变，实现芯层径向掺杂沉积量的连续渐变。

8.按权利要求7所述的渐变折射率剖面光纤预制棒芯层的沉积方法，其特征在于所述的连续渐变为线性连续渐变，即掺杂沉积量的线性递增或线性递减。

9.按权利要求1或2所述的渐变折射率剖面光纤预制棒芯层的沉积方法，其特征在于所述的轴向划分子区根据对母棒测算后的剖面参数轴向分布进行分区，每个区域内剖面参数逐渐增加或者减小，所述的剖面参数为纤芯中心相对包层的折射率Δ₀或分布指数α。

10.按权利要求1或2所述的渐变折射率剖面光纤预制棒芯层的沉积方法，其特征在于所述的气相沉积为管内法的PCVD或MCVD工艺，或管外法的OVD工艺；所述的管内法由芯层边缘开始沉积至芯层中心终止，所述的管外法由芯层中心开始沉积至芯层边缘终止。

11.按权利要求1或2所述的渐变折射率剖面光纤预制棒芯层的沉积方法，其特征在于所述的母棒为用于校准的掺杂沉积向量计算时参照的芯棒，已知其制备过程中的反应气体流量控制数据和折射率剖面，利用软件程序通过局部积分计算沉积过程中剖面折射率对掺杂前驱体流量的实际响应关系，根据上述响应关系重新计算的理想剖面所需流量，对掺杂剂的流量控制器设计k×(m+1)个流量校准点，补偿缺陷剖面与理想剖面的偏差，母棒数量为一根或多根。